反應(yīng)器是將一根Pyrex毛細(xì)管接到一個(gè)50毫升單頸標(biāo)準(zhǔn)磨口燒瓶的側(cè)臂制成的(見圖16-1).將玻璃側(cè)管在與燒瓶連接處向上彎曲使與水平成45°角,再在其中點(diǎn)彎成水平.將此側(cè)臂用耐壓膠管與一個(gè)三通活塞相連,此三通活塞又通過耐壓膠管與一裝有壓力平衡球的50毫升量氣管連接.用鐵架臺(tái)將平衡球及量氣管固定好,量氣管用夾子夾住,而平衡球則放在鐵圈上.
在壓力平衡球中加入碳酸鈉稀溶液,為了使溶液有顏色,在其中加幾滴酚酞溶液.反應(yīng)瓶放在80±0.1℃的油浴中.反應(yīng)瓶的標(biāo)準(zhǔn)磨口頸用一裝有氮?dú)鈱?dǎo)入管的橡皮塞塞住,氮?dú)鈱?dǎo)入管伸到反應(yīng)瓶的底部.
將45毫升蒸餾過的甲苯從標(biāo)準(zhǔn)磨口頸加入反應(yīng)瓶中,再蓋上橡皮塞:將三通活塞擰到放空的位置;提高壓力平衡球,使液體充滿量氣管,將氮?dú)饬骶徛赝ㄈ爰妆街邪胄r(shí).此排氣操作是為了從系統(tǒng)中除氧,因?yàn)檠蹩善鹱杈蹌┑淖饔茫?/span>
用一短的(短到它能完全浸沒在甲苯中)軟玻璃管,一頭封死,將剛封好還赤熱的一頭壓在石棉板上使成平底,這樣制成樣品容器(見圖16-1,如圖中插圖所示).將此樣品容器,平底在下放在分析天平盤上,精確地稱入100-200毫克的偶氮二異丁腈(AIBN).從樣品重量確定在標(biāo)準(zhǔn)溫度和壓力下產(chǎn)生的氮?dú)獾捏w積.記下氣壓表的壓力,并假定在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中氣壓不變.
取去氮?dú)鈱?dǎo)入管并換上一標(biāo)準(zhǔn)磨口塞子,將三通活塞擰到反應(yīng)瓶與量氣管連通而又與大氣隔絕的位置,停2分鐘,使體系平衡,取走塞子,放進(jìn)樣品容器,再塞好塞子,記下時(shí)間(零時(shí)).由于在氮?dú)猱a(chǎn)生前有一誘導(dǎo)期,所以不必?cái)嚢杌旌衔飦砑涌炫嫉惗‰妫ˋIBN)的溶解速率.不過,當(dāng)全部固體都消失后要記時(shí)間.
從氮?dú)忾_始出現(xiàn)到實(shí)驗(yàn)結(jié)束的整個(gè)時(shí)間里要經(jīng)常記錄放出的氮?dú)獾捏w積.在每次讀數(shù)時(shí)都要調(diào)整壓力平衡球的高度,使球內(nèi)液面和量氣管內(nèi)的液面在一水平上,溫度計(jì)放在量氣管旁邊指示量氣管內(nèi)氣體的溫度.在標(biāo)準(zhǔn)溫度和壓力下的干燥N2的體積V'∞可由樣品AIBN的重量算出;在實(shí)驗(yàn)條件下的V∞值可從V'∞、水在量氣管溫度下的蒸氣壓和大氣壓算出.Vt可從時(shí)間t時(shí)的體積減去量氣管開始的讀數(shù)算出.
通過作圖和最小二乘法,略去不一致的實(shí)驗(yàn)點(diǎn),測(cè)出反應(yīng)速率常數(shù)和AIBN分解的半衰期(以任何方便的時(shí)間單位表示).動(dòng)力學(xué)表達(dá)式與通常的log a/(a-x)=kt/2.3一樣,此處,V∞即總體積等于a,V∞-Vt=a-x,假定V∞>V0,討論你進(jìn)行本實(shí)驗(yàn)時(shí)技術(shù)上的誤差.
儀器 反應(yīng)瓶,恒溫油浴,量氣管與壓力平衡球.
化學(xué)試劑 偶氮二異丁腈,氮?dú)猓?/span>酚酞,碳酸鈉與甲苯.